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Impact of intrauterine growth restriction on brain development and consequences for later neurodevelopmental outcome: a prospective cohort study.

English title Impact of intrauterine growth restriction on brain development and consequences for later neurodevelopmental outcome: a prospective cohort study.
Applicant Natalucci Giancarlo
Number 200886
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Klinik für Neonatologie Departement Frauenheilkunde Universitätsspital Zürich
Institution of higher education University of Zurich - ZH
Main discipline Paediatrics
Start/End 01.08.2021 - 31.07.2025
Approved amount 497'723.00
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All Disciplines (5)

Discipline
Paediatrics
Neurophysiology and Brain Research
Gynaecology
Social Paediatrics
Pathophysiology

Keywords (10)

brain development; outcome; cohort; intrauterine growth restriction; prematurity; neurodevelopment; cognition; brain imaging; fetal imaging; general movements

Lay Summary (German)

Lead
Die intrauterine Wachstumsrestriktion (IUWR) tritt bei 5 bis 7 % aller Schwangerschaften auf und ist damit ein für das Gesundheitssystem relevantes Problem. IUWR ist mir einer erhöhten perinatalen Mortalität und Morbidität und mit einem erhöhten Risiko für eine schlechte neurologische Entwicklung und chronische Erkrankungen im späteren Leben verbunden. Es wird angenommen, dass die Gehirnentwicklung durch die IUWR beeinflusst wird, noch bevor die IUWR durch routinemässige klinische Screeningsverfahren erkannt wird.
Lay summary

Inhaltund Ziele des Forschungsprojekts

Die wichtigsten Forschungsfragen dieses Projektes beziehen sich auf (1) die Mechanismen, die zu einer abnormalen
Entwicklung des Gehirns bei IUWR Feten führen, (2) den Zeitpunkt ihres Auftretens, (3) die Faktoren, die diese
Dynamik beeinflussen, und (4) die langfristige Entwicklung der betroffenen Kindern.
Um diese Fragen zu
beantworten, sind serielle Messungen des Wachstums und der Funktion des Zentralnervensystems in einer
prospektiv erfassten Kohorte von Feten und Neugeborenen mit IUWR von der späten Schwangerschaft bis zur
Geburt, und mittelfristige (im Alter von 2 Jahren) und langfristige (im Alter von 6 Jahren) entwicklungsneurologische
Nachkontrollen geplant. Das ultimative Ziel des Projekts ist es, das medizinische Management von IUWR
Schwengerschaten und IUWR-Patienten zu verbessern, das in der Geburtshilfe und Neonatologie umgesetzt werden
kann.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Obwohl die Inzidenz von IUWR hoch ist, ist das klinische Management (Prävention, Screening, Therapie) noch nicht vollständig geklärt. Das liegt vor allem daran, dass dieses Krankheitsbild heterogen definiert ist. Auf dem gleichen Grung sind systematische prospektive Studien zur longitudinalen Hirnentwicklung während der IUWR sowie Daten über  die langfristige Auswirkungen bei Kindern mit einer IUWR sehr spärlich un nicht konklusiv.

Während die Bedeutung von seriellen Untersuchungen (z.B. Doppler-Ultraschall der fetalen Nabelgefäße) etabliert sind, haben andere Überwachungsmethoden, die sich auf die Beteiligung des fetalen Gehirn konzentrieren, noch eine unklare klinische Relevanz. Ein verbessertes Interpretationsvermögen der Überwachungsparameter während der Schwangerschaft, die Umsetzung von wirksamen pränatalen Präventionsstrategien und eine optimale zeitliche Planung der Entbindung können die Verbesserung des kurz- und langfristigen Outcome dieser benachteiligten Kindern bedeuten.

Direct link to Lay Summary Last update: 01.07.2021

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Project partner

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
161146 Impact of intrauterine growth restriction on brain development and consequences for later neurodevelopmental outcome: a prospective cohort study 01.07.2016 Ambizione

Abstract

1.1Definition of the problem and implicationsIntrauterine growth restriction (IUGR) is a recurrent cause of stillbirth and the second leading cause of neonatal mortality after premature birth. It refers to a foetus that, because of a pathologic process, has not attained its biologically determined growth potential. IUGR complicates 9% of pregnancies, while rates increase up to 30% in low and middle income countries and it is related to an increased risk of adverse outcomes, ranging from foetal demise to neurodevelopment impairment and noncommunicable diseases in later life, making it a major public health problem.1.2Clinical challengesDespite its high incidence, the clinical management and the impact on health outcomes of IUGR are not fully understood. That is mainly due to the lack of a universally applied definition of IUGR and a varied set of clinical manifestations and underlying aetiology generally grouped into maternal, foetal, and placental causes. While serial biometric assessments and Doppler ultrasound of the umbilical vessels are established standard IUGR monitoring tool, surveillance methods focused on the specific involvement of foetal organs such as cerebral perfusion acquired increasing clinical relevance only in the recent past. It is a common belief that an improvement of neonatal and neurodevelopmental outcome of infants after IUGR could be achieved through a better knowledge regarding the optimal delivery timing. Under unfavourable conditions, however, brain development may be already affected before clinical signs of IUGR are discernible. Prospective studies of longitudinal neurodevelopment after IUGR are still lacking and data on the comparison between brain development under IUGR and normal intra-uterine conditions are scarce.1.3Research questions and planThe main research questions of the present project relate to the timing and mechanisms of abnormal brain development in foetuses with IUGR because a placental insufficiency, and to the factors influencing this dynamic. To answer these questions, I started a prospective cohort study with the support of the Ambizione Program of the Swiss National Science Foundation planning serial collection of growth, perfusion and imaging data of foetuses with and without IUGR, postnatal cerebral imaging studies (ultrasound, magnetic resonance), and neonatal to long-term functional examinations (cerebral near-infrared spectroscopy, neurodevelopment) of the included infants. By exploring factors that potentially affect brain development and examining their timing, the present project aims to thoroughly understand the brain development of IUGR children and ultimately to lead to a decision-making process for the improvement of obstetric, neonatal and long-term management.
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